2022年2022年计算机组成原理 3.pdf

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1、上海大学计算机学院计算机组成原理实验报告三姓名：学号：教师：王雪娟时间：周三 1-3 地点：延长校区行健楼609 机位： 7实验名称 : 指令系统实验一、实验目的1. 读出系统已有的指令，并理解其含义。2. 设计并实现一条新指令。二、实验原理利用CP226实验仪（用 74HC754即8D型上升沿触发器）上的K16K23开关为数据总线 DBUS设置数据，其他开关作为控制信号，一条指令执行完毕 PC会自动加 1，系统顺序执行下一条指令，但系统要进入一个新的指令序列时，如跳转、转子程序等，必须给PC打入新的起始值 新指令序列的入口地址。实验箱实现把数据总线的值(目标地址 )打入PC的操作，以更新 P

2、C值。三、实验内容1. 考察机器指令 00的各微指令信号，确定该指令的功能。2. 考察机器指令 64的各微指令信号，确定该指令的功能。(假设R0=77,A=11.77单元存放数据 56,64单元指令的下一个是E8)；接2，修改机器指令 E8，使其完成 “ 输出AW的结果左移一位后的值到OUT ”操作。3. 修改机器指令 E8，使其完成 “ 输出AW的结果左移一位后的值到OUT ”操作。4*. 修改机器指令 F0，使其完成 “ 输出 ARi(i=03) 的结果右移一位后的值到 OUT ”的操作。四、实验过程1. 考察机器指令 00的各微指令信号，确定该指令的功能。在初始化系统（ Reset)，进

3、入微程序存储器模式(EM 状态)，用NX键观察 00H，01H，02H,03H, 地址中原有的微指令，分析并查表确定其功能。2. 考察机器指令 64的各微指令信号，确定该指令的功能。(假设R0=77,A=11.77单元存放数据 56,64单元指令的下一个是 E8)；接2，修改机器指令 E8，使其完成“输出 AW 的结果左移一位后的值到 OUT ”操名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 作。（1）.在初始化系统（ Res

4、et)，进入微程序存储器模式(EM 状态)，用NX键观察 64H，65H,66H,67H, 地址中原有的微指令，分析并查表确定其功能。（2）.给PC 打入值 (64), PC（A0），A（11）， R0(77).【R0（77）选用 NX上面一个键连按 2次输入值】（3）.在EM状态 ,Adr打入 77,DB打入56；（4）.在EM 状态，在 E8H,E9H,EAH,EBH 分别打入FFDFD8,CBFFFF, FFFFFF,FFFFFF.回到 PC,按STEP键.（5）.记录到的实验现象3. 修改机器指令 E8，使其完成“输出 AW 的结果左移一位后的值到OUT ”操作。（1）.初始化系统（

5、Reset)，进入微程序存储器模式(EM 状态)，在EM 模式下给 EM 的E8、E9、EA和EB顺序送入四个微指令码：FFDFD8，CBFFFF，FFFFFF，FFFFFF。（2）.在EM状态， Adr打入00，DB打入 F8；（3）.在pc 状态,验证该指令的功能：赋初值 pc（00） PC（00）A（11） W（11）（4）.按STEP观察指令执行的过程。L门为44，但送 OUT在一个STEP上升沿来不及完成，所以需要再按一次STEP。则OUT寄存器中为44。（5）.记录观察到的现象。五、实验结论1. 机器指令 00对应的各微指令码为：CBFFFF、FFFFFF、FFFFFF和FFFFF

6、F。其功能为：读出下一条指令并立即执行。2. 机器指令 64对应的各微指令码为：FF77FF、D7BFEF、 FFFE92、CBFFFF。其功能为：将 R0寄存器的值打入地址寄存器MAR ；存贮器 EM将MAR输出地址所对应的值打入W寄存器； ALU 直通门输出的值打入A寄存器， A、W中的值进行 “ 与” 运算，结果在 A输出； PC1，读出下一条指令并立即执行。3. A寄存器显示 11，W寄存器显示 11，左移门 L和OUT寄存器显示 44。六、体会名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

7、 - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 通过这次实验，我对CP226实验仪有了进一步的认识与了解，对于各个信号键的控制更加熟练。并且是我理解了如何去观察机器指令的各个微指令信息，去确定它们的功能。同时了解指令结构、PC寄存器的功能和指令系统的基本工作原理，也学会了如何去修改一条微指令，让它能够实现自己所想实现的功能。七、思考题在微指令结构的计算机中，一条指令从启动到产生功能经过那些环节？答：一条指令的启动是从PC开始， PC通过地址总线 (ABUS) 发送一个指令在程序存储器的地址到EM，EM把ABUS选定的存储单元的值(指令的二进制数形式 )的高6位通过 IBUS送PC ，低两位送 SA和SB，PC 收到的 6位值就是这条指令的微程序人口地址的高6位，PC 据此生成 EM的地址，并通过 PC 总线送到 EM ，EM 把PC 值选定单元的 24位值送上控制总线 CBUS，从而实现第一条微指令的功能；同时PC 加1，输出这条指令的第二条微指令，直到执行一条“ 取指令 ” 微指令，则 PC加1。开始执行下一条指令。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -